EP3995987B1 - Sensoranordnung - Google Patents

Sensoranordnung

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EP3995987B1
EP3995987B1 EP20205732.9A EP20205732A EP3995987B1 EP 3995987 B1 EP3995987 B1 EP 3995987B1 EP 20205732 A EP20205732 A EP 20205732A EP 3995987 B1 EP3995987 B1 EP 3995987B1
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EP
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emulator
rfid
sensor
sensor arrangement
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Herbert Köbel
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Leuze Electronic GmbH and Co KG
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Leuze Electronic GmbH and Co KG
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    • G06K7/10821—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum further details of bar or optical code scanning devices
    • G06K7/10861—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum further details of bar or optical code scanning devices sensing of data fields affixed to objects or articles, e.g. coded labels
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    • G06K7/14—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation using light without selection of wavelength, e.g. sensing reflected white light
    • G06K7/1404—Methods for optical code recognition
    • G06K7/1439—Methods for optical code recognition including a method step for retrieval of the optical code
    • G06K7/1456—Methods for optical code recognition including a method step for retrieval of the optical code determining the orientation of the optical code with respect to the reader and correcting therefore

Definitions

  • the invention relates to a sensor arrangement according to the preamble of claim 1.
  • Such sensor arrangements can be formed by code readers, which can be used to read codes arranged on objects.
  • the code readers are generally designed as optical sensors, for example, in the form of scanners or camera sensors. Codes, particularly 1D or 2D barcodes, are optically scanned and decoded with these code readers. By detecting the codes with the code readers, the objects bearing the codes are identified. This can be used, particularly in complex automation systems, for object tracking.
  • RFID systems are also used for object identification and tracking. Objects are then equipped with transponders, each with a local memory. This memory can store not only the object's identification, but also other object data, such as the object's size or load status.
  • the data stored in the transponders can be read by RFID readers, for example, to be used for automation processes in an automation system. Furthermore, object data can also be written into the transponders using RFID readers.
  • the EP 3 038 061 A1 This relates to a device with data glasses that can display augmented reality data on a target object. For this purpose, the distance to the respective target object is determined.
  • the US 8 976 030 B2 relates to a POS system that features a code reader for reading codes on products. Furthermore, a security code detector is provided that can read RFID tags.
  • the JP 2009 129029 A concerns a cash register and management system with a coupon management system and a barcode reader for reading barcodes.
  • the EP 2 876 059 A1 concerns an automation system for controlling the removal of goods in a department store.
  • the system includes a camera for reading product identifiers.
  • the DE 10 2010 014 937 A1 relates to a low-effort method for reading a code on a substrate, wherein the code is represented within an evaluation area on the substrate at different positions by at least two code parts of identical code content, and wherein at least one digital image is generated from the evaluation area with an imaging code reading device, which is evaluated in an image processing computer, wherein firstly code fragments of one code are identified, fragment groups and fragment groups are assembled from the code fragments and these are fed to a decoder to decode one code.
  • the US 10 650 368 B2 refers to a method for reading barcodes using a barcode scanner.
  • the EP 1 873 681 A2 relates to an RFID system with at least one transmitting and receiving unit and an array of transponders.
  • a web server is integrated into the transmitting and receiving unit. This creates a universal interface for specifying and controlling the functionality of the RFID system.
  • the JP 4 858 881 B2 and the WO 01/65427 A1 concern automatic cash register systems with code readers for product identification.
  • the invention is based on the object of providing a sensor arrangement of the type mentioned above which has a high level of functionality.
  • the basic idea of the invention is therefore to combine the advantages of optical sensors in the form of code readers, which enable cost-effective object identification, with the advantages of an RFID system, which enables decentralized, mobile data storage in the transponders.
  • object identification can be carried out considerably more cost-effectively than with RFID systems.
  • the replication i.e. emulation of an RFID sensor, is achieved according to the invention in that the at least one code reader is connected to the at least one computer unit via an emulator data channel, wherein this emulator data channel is used exclusively, i.e. exclusively, to read transponder emulator data into a memory area of a memory unit from the code reader or to read transponder emulator data from the memory area of the memory unit.
  • subsystem data can be read in or out.
  • the subsystem data is data from the code reader itself or data from units interacting with the code reader, such as actuators, controllers, and the like. Without limiting generality, reference is made below solely to the transponder emulator data.
  • indirect addressing occurs in such a way that the code read with the code reader defines this memory area of the memory unit.
  • the RFID emulator sensor thus formed can be connected to a host system, i.e. a host computer of an automation system or the like, in order to be able to fulfill automation functions.
  • a host system i.e. a host computer of an automation system or the like
  • the emulator data channel can in particular be formed by a logical channel whose data transfer takes place on the same physical line as the connection to the host system.
  • RFID emulator software forming a control and evaluation unit of the RFID emulator sensor is implemented in the or each computer unit.
  • the RFID emulator software performs all functions for emulating the RFID emulator sensor.
  • an RFID emulator user interface associated with the RFID emulator software is provided.
  • the RFID emulator sensor reads the code and sends it to the computer unit.
  • the RFID emulator software in the computer unit reads the memory areas defined by the code and sends the transponder emulator data back to the RFID emulator sensor.
  • the sensor packages the data according to an AutoID profile and then sends this transponder emulator data to the higher-level host system.
  • a write operation proceeds in a similar way.
  • the transponder emulator data to be written is sent from the RFID emulator sensor to the computer unit and stored there.
  • the data that can be stored in the computer unit can generally be object data belonging to the object marked with the respective code.
  • the object data can characterize the object in terms of its nature or size.
  • the object data can also be loading conditions or other characteristics.
  • transponder emulator data can be sensor data.
  • the sensor data is generated by sensors that are assigned to the code reader.
  • Such sensors can be formed by temperature sensors, pressure sensors and the like, which determine parameters relevant to an object.
  • the RFID emulator sensor generally communicates with the other sensors via another logical interface, a multi-sensor interface, in order to assign their data to the object synchronously.
  • IO-Link sensors support a wide variety of Measurement principles and data from automation technology. These can be addressed and integrated directly or via an IO-Link master. Solutions with an additional physical interface and direct integration via fieldbuses and Ethernet networks, as well as wireless communications, are also conceivable.
  • the transponder emulator metadata is assigned to the transponder emulator data.
  • the transponder emulator metadata can be quality and statistical data that characterize the reading processes with the RFID emulator sensor, i.e., the code reader.
  • This transponder emulator metadata is recorded in a time-resolved manner and assigned to the transponder emulator data.
  • the storage unit forms a database.
  • the storage unit or database can be segmented and scaled as required.
  • communication between the code reader and the computer unit takes place via a secure communication interface.
  • the communication interface is designed to set different communication and security settings of the RFID emulator sensors and transponder emulator data.
  • a further advantage is provided by a lock mechanism as access protection for data stored in the storage unit.
  • the local transport of plant-relevant information must be protected against unauthorized access.
  • a Security mechanisms are provided.
  • the data on an RFID emulator sensor can be protected by security certificates or standardized information technology authorization procedures, such as passwords.
  • the communication interface from the host system to the RFID emulator sensor incorporates security features to prevent the password and data contents from being read there as well.
  • the OPC UA communication standard with the Companion Standard (CS) AutoID is suitable for communication between the host system and an RFID emulator sensor.
  • OPC UA is a communication system that, according to the Federal Office for Information Security, enables secure communication in automation technology. In conjunction with the standardization of RFID emulator sensors in an AutoID profile, universal use is ensured.
  • the overall system i.e. the entire sensor arrangement according to the invention with all associated units, is protected by authentication mechanisms, which generally prevents unauthorized access.
  • changing a password is also supported.
  • the code is read first before the old and new passwords are is transferred to the RFID emulator software, checked, and saved.
  • the host system receives confirmation of processing via the RFID emulator sensor.
  • the sensor arrangement can comprise multiple code readers and thus multiple RFID emulator sensors. This is particularly advantageous for controlling and monitoring complex automation systems.
  • the sensor arrangement has a plurality of code readers which are assigned to a computer unit, wherein each code reader forms an RFID emulator sensor with the computer unit.
  • the different computer units are connected via network routers.
  • the different computing units are connected via a cloud.
  • cloud systems are particularly suitable for complex systems, especially automation systems that are distributed across multiple locations.
  • the RFID emulator software and the RFID emulator user interface can be provided on different computer units.
  • the RFID emulator user interface is provided in a cloud system.
  • transponder emulator data and/or transponder emulator metadata stored in a storage unit is expediently carried out by means of an RFID emulator application logic.
  • access to the RFID emulator software is enabled via the RFID emulator user interface.
  • the RFID emulator user interface enables access and/or administration of the RFID emulator software.
  • An essential aspect of such complex systems is that means are provided for synchronizing the storage unit or database of the individual computer units.
  • This synchronization ensures uniqueness of all RFID emulators, even if these RFID emulator systems are widely distributed and possibly installed at different locations.
  • Synchronization is advantageously carried out via a database replication for the individual RFID emulator sensors, which is enabled by the RFID emulator software in the individual computer units or RFID emulator systems.
  • the synchronized RFID emulator software implemented in the individual RFID emulator sensors is used to detect, configure, and manage RFID emulator sensors.
  • information from individual RFID emulator sensors can be combined and exchanged with a cloud system.
  • the RFID emulator software of the RFID emulator sensors records each connected RFID emulator sensor and stores it in a database.
  • the RFID emulator sensors must be integrated into a device network of the sensor array by the RFID emulator software at least once, either through operator input or through trust measures in the form of security certificates. Successful integration requires the successful exchange and comparison of security features between the RFID emulator sensors and the RFID emulator software of a computer unit.
  • the RFID emulator software of one or all computer units stores all settings defined by parameters, configurations, access data, and the like from all RFID emulator sensors of the device network via an image.
  • the code is first identified using the code reader.
  • the code is transferred from the RFID emulator sensor to the computer unit. This then deletes all data stored under this code.
  • the deletion process is usually password-protected.
  • the host system must then send the password along with the job and transfer it to the RFID emulator software. Processing is acknowledged to the host system with a status. Although the code cannot be physically destroyed, all subsequent readings are then acknowledged to the host system as not read.
  • the RFID emulator software can record and save status changes or statistical data from the RFID emulator sensor.
  • the RFID emulator software can be used to update firmware or software units of RFID emulator sensors.
  • the software updates can also be carried out via external systems that are connected to the RFID emulator software of the computer unit.
  • the RFID emulator software and synchronized databases enable central access to stored transponder emulator data and transponder emulator metadata, which can be made visible as needed. This data can thus be centrally managed, modified, configured, and even deleted. This processing can be performed at any time and does not require read access to RFID emulator sensors.
  • transponder emulator data and/or transponder emulator metadata can be administered, archived, evaluated or replicated via an RFID emulator application logic.
  • code readers form a multi-scan arrangement such that they can read a code simultaneously from different directions.
  • These code readers are interconnected in a logical network. Only one of these code readers forms an RFID emulator sensor with the associated computer unit, whereby the code reader forming the RFID emulator sensor simultaneously triggers the other code readers in the multi-scan arrangement to perform code reading operations.
  • the first code read by one of the code readers is used for further processing.
  • codes are scanned from different directions, thereby increasing detection reliability.
  • Figure 1 shows a first embodiment of the sensor arrangement 1 according to the invention.
  • Figure 1 shows the sensor arrangement 1 in its simplest design.
  • the sensor assembly 1 comprises a code reader, which according to the invention is further developed into an RFID emulator sensor 2.
  • the code reader is designed in a known manner as an optical sensor, in particular as a scanner or camera sensor, with which codes 3, in particular 1D or 2D barcodes, can be read.
  • the code 3 serves to identify an object to which it is applied, i.e., the code 3 forms an ID code.
  • the RFID emulator sensor 2 is connected in a known manner to a host system 4, i.e., at least one host computer, which is in particular a component of an automation system.
  • a host system 4 i.e., at least one host computer, which is in particular a component of an automation system.
  • the object data is looked up by the RFID emulator sensor 2 in its database and the The corresponding data is read and then transferred to the host system 4.
  • the codes 3 read by the RFID emulator sensor 2 are interpreted, and the associated object data is fed to the host system 4, particularly for performing automation tasks.
  • the RFID emulator sensor 2 is connected to the host system 4 via a data line 5.
  • the code reader is part of an RFID emulator system 6, which serves to replicate, i.e. emulate, the RFID emulator sensor 2.
  • the RFID emulator system 6 includes a computer unit 7 in which RFID emulator software 8 is implemented.
  • the computer unit 7, i.e., the RFID emulator software 8, is connected to the RFID emulator sensor 2 via an emulator data channel 9.
  • the emulator data channel 9 can be part of the physical data line 5.
  • the emulator data channel 9 forms a secure transmission path.
  • Emulator data channel 9 is based on this Companion Standard and has been enhanced with additional service features.
  • the function of an RFID sensor is emulated by assigning a storage unit, in particular in the form of a database, to the code reader in the computer unit 7.
  • Code 3 read by the code reader is used for indirect addressing of the memory unit for reading and writing data, which in particular constitutes transponder emulator data in the form of object data.
  • the object data are assigned to the object marked with code 3.
  • data can be created in the form of transponder emulator metadata associated with the transponder emulator data.
  • This transponder emulator metadata can be quality or statistical data that is recorded in a time-resolved manner and assigned to the transponder emulator data.
  • a memory object i.e. a memory area in the memory unit, is created that is referenced with Code 3.
  • the RFID emulator sensor 2 reads the code 3 and sends it to the RFID emulator software 8.
  • the RFID emulator software 8 reads the memory area in this code 3 and sends the data—that is, transponder emulator data and, if applicable, transponder emulator metadata—to the RFID emulator sensor 2.
  • the RFID emulator sensor 2 packages this data according to the AutoID profile and sends it to the host system 4.
  • a write operation is carried out in a corresponding manner, whereby in this case data is sent from the RFID emulator sensor 2 to the computer unit 7 and stored in the memory area of the memory unit defined by the code 3.
  • the storage unit forms a database.
  • the RFID Emulator Software 8 not only forms a control and evaluation unit for emulating the functions of an RFID sensor.
  • the RFID emulator software 8 is used to detect, configure and manage the RFID emulator sensors 2.
  • the or a computer unit 7 can be a cloud computer, a server or a local computer of an automation system.
  • Figure 2 shows an extension of the embodiment according to Figure 1 in that the code reader forming the RFID emulator sensor 2 is connected to another code reader 10 via a logical network 11 and forms a multi-scan arrangement with it.
  • code readers form a multi-scan arrangement such that a code 3 can be read simultaneously from different directions, wherein these code readers are connected in a logical network 11 and only one of these code readers forms an RFID emulator sensor 2 with the associated computer unit 7, wherein the code reader forming the RFID emulator sensor 2 controls the other code readers 10 of the multi-scan arrangement for Simultaneous reading of a code 3 is triggered.
  • the first code 3 read by one of the code readers is used for further processing.
  • the code readers of the multi-scan arrangement can read several spaced codes 3.
  • the codes can have 3 different initial strings but the same final strings.
  • Figure 3 shows an extension of the embodiment according to Figure 1 in that additional sensors 12 are assigned to the RFID emulator sensor 2.
  • the additional sensors 12 are connected to the RFID emulator sensor 2 via a multi-sensor interface 13.
  • the additional sensors 12 are IO-Link sensors that can be addressed via an IO-Link master.
  • the multi-sensor interface 13 can be implemented in the form of a fieldbus, an Ethernet network, or a radio interface.
  • the additional sensors 12 capture sensor data as transponder emulator data, which, for example, captures characteristics of the object such as weight, volume, position, orientation, or protrusions.
  • Transponder emulator metadata can also be assigned to this sensor data.
  • Figure 4 shows an embodiment which is a further development of the sensor arrangement 1 according to Figure 1 shows.
  • the RFID emulator sensor 2 is connected to the RFID emulator software 8 via secure communication interface elements 9a, 9b forming the emulator data channel 9.
  • the RFID emulator software 8 has a control and evaluation unit which has an RFID emulator transponder logic 14, an RFID emulator application logic 15 and an RFID emulator sensor logic 16 as software modules.
  • an RFID emulator database 17 is provided, forming the storage unit. Furthermore, an RFID emulator user interface 18 is provided.
  • transponder emulator data and/or transponder emulator metadata stored in a storage unit is carried out by means of an RFID emulator application logic 15.
  • a programming interface 19 is provided, via which the RFID emulator application logic 15 can be addressed and which is connected to an external directory service 20 and another external system 21.
  • a connection is established to a cloud system 23 and a CRM system 24, i.e. a customer relationship management system.
  • usage characteristics can be evaluated for product improvements, especially for business models.
  • the RFID emulator database synchronization module 25 serves to synchronize databases of different RFID emulator software 8 for different computer units 7 in complex sensor arrangements 1 with multiple RFID emulator sensors 2.
  • Such a complex sensor arrangement 1 shows Figure 5 .
  • RFID emulator systems 6, 6' are shown, each with two RFID emulator sensors 2a, 2b and 2c, 2d, respectively, which are each connected to a computer unit 7, 7' with an RFID emulator software 8, 8'.
  • the RFID emulator systems 6, 6' are connected to host systems 4, 4'.
  • the RFID emulator systems 6, 6' are coupled via a network router 26.
  • the number of components shown is, of course, not mandatory.
  • This variant is particularly suitable for several RFID emulator systems 6 that are located at one location.
  • Figure 6 shows a concrete design of the sensor arrangement 1 according to Figure 5 with the system components according to Figure 4 .
  • the RFID emulator database synchronization modules 25 are connected to the network router 26 and ensure synchronization of the RFID emulator systems 6, 6' by replicating the RFID emulator databases 17. This ensures uniqueness of all RFID emulator sensors 2a - 2d and their data of the sensor array 1.
  • FIG 7 shows a further embodiment of the sensor arrangement 1 according to the invention. This differs from the embodiment according to Figure 5 by the RFID emulator systems 6, 6' via a cloud system 23
  • the number of RFID emulator systems 6, 6' shown can be any.
  • each RFID emulator system 6, 6' can then be located at different locations, in particular in different factories F1, F2.
  • each RFID emulator system 6, 6' has a firewall 27.
  • a digital image is created in the cloud system 23, whereby a cloud infrastructure 28 is used for this purpose.
  • FIG 8 shows a variant of the embodiment according to Figure 7
  • only the RFID emulator software 8' of an RFID emulator system 6' provides an RFID emulator user interface 18, which is used for both RFID emulator systems 6, 6'.
  • the RFID emulator databases 17 are synchronized using the RFID emulator database synchronization modules 25.
  • FIG 9 shows another variant of a sensor arrangement 1.
  • An RFID emulator system 6 with RFID emulator sensors 2 (not shown) is arranged in a factory F1.
  • the RFID emulator software 8 of this RFID emulator system 6 has an RFID emulator cloud connector 22 for connecting to a firewall 27 in this factory F1.
  • the number of RFID emulator systems 6, 6' can vary.
  • a connection to a cloud system 23 is established via a cloud infrastructure 28 present there.
  • the connection to an RFID emulator software 8' in the cloud system 23 is established via an RFID emulator cloud connector 22 and an RFID emulator user interface 18.
  • FIG 10 shows a further variant of a sensor arrangement 1, which is an extension of the embodiment according to Figure 9 in that both in the RFID emulator software 8 of the factory F1 and in the RFID emulator software 8' of the cloud system 23, an RFID emulator database synchronization module 25 is provided for synchronizing the RFID emulator databases 17.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Derartige Sensoranordnungen können von Codelesern gebildet sein, mittels derer auf Objekten angeordnete Codes gelesen werden können. Die Codeleser sind generell als optische Sensoren ausgebildet, beispielsweise in Form von Scannern oder Kamerasensoren. Mit den so ausgebildeten Codelesern werden Codes, insbesondere 1D- oder 2D-Barcodes optisch abgetastet und dekodiert. Durch die Erfassung der Codes mit den Codelesern werden die mit den Codes versehenen Objekte identifiziert. Dies kann insbesondere in komplexen Automatisierungsanlagen für eine Objektverfolgung ausgenutzt werden.
  • Weiterhin sind zur Objektidentifizierung und Objektverfolgung RFID-Systeme im Einsatz. Objekte werden dann mit Transpondern versehen, die jeweils einen lokalen Speicher aufweisen. In diesem Speicher kann nicht nur eine Identifikation des Objekts hinterlegt sein. Vielmehr können in den Speichern auch weitere Objektdaten, wie zum Beispiel Größe oder Beladungszustand eines Objekts hinterlegt sein. Die in den Transpondern hinterlegten Daten können von RFID-Leseeinheiten ausgelesen werden, um diese zum Beispiel für Automatisierungsprozesse in einer Automatisierungsanlage zu nutzen. Weiterhin können mit den RFID-Leseeinheiten auch Objektdaten in die Transponder eingeschrieben werden.
  • Die EP 3 038 061 A1 betrifft eine Vorrichtung mit einer Datenbrille, mit der Augmented-Reality Daten an einem Zielobjekt angezeigt werden können. Hierzu wird die Distanz zu dem jeweiligen Zielobjekt bestimmt.
  • Die US 8 976 030 B2 betrifft ein Kassensystem, das einen Codeleser zum Lesen von Codes auf Produkten aufweist. Weiterhin ist ein Sicherheitscodedetektor vorgesehen, der RFID-tags lesen kann.
  • Die JP 2009 129029 A betrifft ein Kassen- und Verwaltungssystem mit einem Coupon-Managementsystem sowie einem Barcodeleser zum Lesen von Barcodes.
  • Die EP 2 876 059 A1 betrifft ein Automatisierungssystem zur Kontrolle der Entnahme von Waren in einem Kaufhaus. Das System umfasst eine Kamera zum Lesen von Produkt-Identifikatoren.
  • In Leuze:"Leuze Electronic kooperiert mit Microsoft", 1. Februar 2017 (2017-02-01), XP055452447, zu finden im Internet: URL:http://www.git-sicherheit.de/printpdf/23260 ist eine Ankopplung von Sensoren, insbesondere Barcodeleser, an einer Cloud beschrieben.
  • Die DE 10 2010 014 937 A1 betrifft ein aufwandsarmes Verfahren zum Lesen eines Codes auf einem Substrat, wobei der Code innerhalb eines Auswertebereiches auf dem Substrat an unterschiedlichen Positionen durch wenigstens zwei Codeteile identischen Codeinhalts repräsentiert wird und wobei von dem Auswertebereich mit einer bildgebenden Code-Lesevorrichtung wenigstens ein digitales Bild erzeugt wird, das in einem Bildverarbeitungsrechner ausgewertet wird, wobei zunächst Codefragmente des einen Codes identifiziert werden, aus den Codefragmenten Fragmentverbände und Fragmentscharen zusammengefügt werden und diese einem Decoder zum Decodieren des einen Codes zugeführt werden.
  • Die US 10 650 368 B2 betrifft eine Methode zum Lesen von Barcodes mittels eines Barcodescanners.
  • Die EP 1 873 681 A2 betrifft ein RFID-System mit wenigstens einer Sende- und Empfangseinheit sowie einer Anordnung von Transpondern. In der Sende- und Empfangseinheit ist ein Webserver integriert. Dadurch wird eine universelle Schnittstelle zur Vorgabe und Kontrolle der Funktionalität des RFID-Systems geschaffen.
  • Die JP 4 858 881 B2 und die WO 01/65427 A1 betreffen automatische Kassensysteme mit Codelesern zur Produktidentifikation.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sensoranordnung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche eine hohe Funktionalität aufweist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Der Grundgedanke der Erfindung besteht somit darin, die Vorteile von optischen Sensoren in Form von Codelesern, die eine kostengünstige Objektidentifikation ermöglichen, mit den Vorteilen eines RFID-Systems, das in den Transpondern eine dezentrale, mobile Datenspeicherung ermöglicht, zu kombinieren.
  • Mit den Codelesern der erfindungsgemäßen Sensoranordnung kann erheblich kostengünstiger als mit RFID-Systemen eine Objektidentifikation durchgeführt werden.
  • Die Nachbildung, das heißt Emulation eines RFID-Sensors gelingt erfindungsgemäß dadurch, dass der wenigstens eine Codeleser über einen Emulator-Datenkanal mit der wenigstens einen Rechnereinheit verbunden ist, wobei dieser Emulator-Datenkanal ausschließlich, das heißt exklusiv dazu genutzt wird, um Transponder-Emulator-Daten in einen Speicherbereich einer Speichereinheit vom Codeleser einzulesen oder Transponder-Emulator-Daten aus dem Speicherbereich der Speichereinheit auszulesen.
  • Alternativ oder zusätzlich ist noch ein Ein- oder Auslesen von Subsystemdaten möglich. Bei den Subsystemdaten handelt es sich um Daten des Codelesers selbst oder um Daten von mit dem Codeleser wechselwirkenden Einheiten wie Aktoren, Steuerungen und dergleichen. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit wird im Folgenden allein auf die Transponder-Emulator-Daten Bezug genommen.
  • Generell erfolgt eine indirekte Adressierung derart, dass der Code, der mit dem Codeleser gelesen wird, diesen Speicherbereich der Speichereinheit definiert.
  • Dadurch wird die dezentrale Speicherfunktion eines RFID-Sensors mit dem erfindungsgemäßen RFID-Emulator-Sensor nachgebildet.
  • Wesentlich ist, dass die Rechnereinheit und der Emulator-Datenkanal exklusiv zur Emulation des RFID-Emulator-Sensors genutzt werden.
  • Darüber hinaus kann der so gebildete RFID-Emulator-Sensor an ein Host-System, das heißt einen Host-Rechner eines Automatisierungssystems oder dergleichen angeschlossen sein, um so Automatisierungsfunktionen erfüllen zu können.
  • Der Emulator-Datenkanal kann insbesondere von einem logischen Kanal gebildet sein, dessen Datentransfer auf derselben physikalischen Leitung wie die Verbindung zum Host-System erfolgt.
  • Vorteilhaft ist in der oder jeder Rechnereinheit eine Steuer- und Auswerteeinheit des RFID-Emulator-Sensors bildende RFID-Emulator-Software implementiert.
  • Mit der RFID-Emulator-Software werden alle Funktionen zur Emulation des RFID-Emulator-Sensors durchgeführt.
  • Zweckmäßig ist eine der RFID-Emulator-Software zugeordnete RFID-Emulator-Benutzerschnittstelle vorgesehen.
  • Bei einem Lesevorgang liest der RFID-Emulator-Sensor den Code und sendet den Code an die Rechnereinheit. Die RFID-Emulator-Software in der Rechnereinheit liest die durch den Code definierten Speicherbereiche aus und sendet die Transponder-Emulator-Daten an den RFID-Emulator-Sensor zurück. Dieser verpackt die Daten entsprechend einem AutoID Profil und sendet nachfolgend diese Transponder-Emulator-Daten an das übergeordnete Host-System.
  • Bei einem Schreibvorgang erfolgt der Ablauf in ähnlicher Weise. Die zu schreibenden Transponder-Emulator-Daten werden vom RFID-Emulator-Sensor an die Rechnereinheit gesendet und dort gespeichert.
  • Die in der Rechnereinheit abspeicherbaren Daten können generell Objektdaten sein, die zum Objekt, das mit dem jeweiligen Code gekennzeichnet ist, gehören. Die Objektdaten können das Objekt hinsichtlich Beschaffenheit oder Größe charakterisieren. Auch können die Objektdaten Beladungszustände oder sonstige Merkmale sein.
  • Weiterhin können die Transponder-Emulator-Daten Sensordaten sein.
  • Dabei werden die Sensordaten von Sensoren generiert, die dem Codeleser zugeordnet sind.
  • Derartige Sensoren können von Temperatursensoren, Drucksensoren und dergleichen gebildet sein, die für ein Objekt relevante Kenngrößen bestimmen.
  • Weiterhin können durch Sensorsignale der Sensoren andere Kenngrößen aus der Automatisierungswelt integriert werden, wie zum Beispiel Gewicht, Volumen, Ausmaße, Position, Lage oder Überstände. Dazu spricht generell der RFID-Emulator-Sensor über eine weitere logische Schnittstelle, einer Multisensor-Schnittstelle, die anderen Sensoren an, um deren Daten zum Objekt zeitsynchron zuzuordnen. Eine praktische Ausprägung ist zum Beispiel die Integration von IO-Link-Sensoren. IO-Link-Sensoren unterstützen sehr vielfältige Messprinzipien und Daten der Automatisierungstechnik. Sie lassen sich direkt oder über einen IO-Link-Master ansprechen und datentechnisch integrieren. Auch Lösungsansätze mit einer zusätzlichen physikalischen Zusatzschnittstelle und der direkten Integration über Feldbusse und Ethernet-Netzwerke sowie Funkkommunikationen sind alternativ denkbar.
  • Vorteilhaft sind den Transponder-Emulator-Daten Transponder-Emulator-Metadaten zugeordnet.
  • Die Transponder-Emulator-Metadaten sind den Transponder-Emulator-Daten zugeordnet. Insbesondere können die Transponder-Emulator-Metadaten Qualitäts- und Statistikdaten sein, die die Lesevorgänge mit dem RFID-Emulator-Sensor, das heißt Codeleser, kennzeichnen. Diese Transponder-Emulator-Metadaten werden zeitaufgelöst erfasst und den Transponder-Emulator-Daten zugeordnet.
  • Vorteilhaft bildet die Speichereinheit eine Datenbank aus.
  • Mittels der RFID-Emulator-Software kann die Speichereinheit beziehungsweise die Datenbank beliebig segmentiert und skaliert werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die Kommunikation zwischen dem Codeleser und der Rechnereinheit über eine sichere Kommunikationsschnittstelle.
  • Dabei ist die Kommunikationsschnittstelle zur Einstellung unterschiedlicher Kommunikations- und Sicherheitseinstellungen der RFID-Emulator-Sensoren und Transponder-Emulator-Daten ausgebildet.
  • Weiter vorteilhaft ist ein Lock-Mechanismus als Zugriffsschutz für in der Speichereinheit gespeicherte Daten vorgesehen.
  • Der lokale Transport von anlagenrelevanten Informationen muss vor dem unberechtigten Zugriff gesichert sein. Hierzu sind für jeden RFID-Emulator-Sensor Sicherheitsmechanismen vorgesehen. Die Daten auf einem RFID-Emulator-Sensor können durch Sicherheitszertifikate oder durch standardisierte Autorisierungsverfahren der Informationstechnologie wie zum Beispiel Passwörter geschützt sein. Weiterhin weist die Kommunikationsschnittstelle vom Host-System zum RFID-Emulator-Sensor Sicherheitsmerkmale auf, um auch dort ein Auslesen des Passwortes und der Dateninhalte zu verhindern. Für die Kommunikation zwischen Host-System und einem RFID-Emulator-Sensor eignet sich der Kommunikationsstandard OPC UA mit dem Companion Standard (CS) AutoID. OPC UA ist ein Kommunikationssystem, das nach dem Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik eine sichere Kommunikation in der Automatisierungstechnik erlaubt. Im Zusammenspiel mit der Standardisierung der RFID-Emulator-Sensoren in einem AutoID Profil ist eine universale Nutzung gegeben.
  • Besonders vorteilhaft ist das Gesamtsystem, das heißt die gesamte erfindungsgemäße Sensoranordnung mit allen zugeordneten Einheiten durch Autentifizierungsmechanismen geschützt, wodurch generell ein unbefugter Zugriff vermieden wird.
  • Die Lese- wie auch Schreibdaten können über den Lock-Mechanismus (Mechanismus zum Sperren des (unberechtigten) Zugriffs) geschützt werden. In der Regel erfolgt die Sicherung über ein Passwort. Dazu liest der RFID-Emulator-Sensor wie gehabt den Code, das heißt die Codeinformation des Codes und übergibt diese zusammen mit dem Passwort an die RFID-Emulator-Software in der Rechnereinheit. Die Datenbereiche für diese Codeinformation in der Speichereinheit werden damit gesperrt und können in Zukunft nur noch mit dem Passwort gelesen oder geschrieben werden. Die RFID-Emulator-Software quittiert den Status an den RFID-Emulator-Sensor, der wiederum den Status an das Host-System quittiert.
  • Darüber hinaus wird auch die Änderung eines Passwortes unterstützt. Auch in diesem Ablauf wird zunächst der Code gelesen, bevor das alte und neue Passwort an die RFID-Emulator-Software übergeben, geprüft und gespeichert wird. Dem Host-System wird über den RFID-Emulator-Sensor die Bearbeitung quittiert.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Sensoranordnung mehrere Codeleser und damit mehrere RFID-Emulator-Sensoren aufweisen. Dies ist insbesondere bei der Steuerung und Überwachung komplexer Automatisierungssysteme vorteilhaft.
  • Gemäß einer ersten Ausgestaltung weist die Sensoranordnung mehrere Codeleser auf, die einer Rechnereinheit zugeordnet sind, wobei jeder Codeleser mit der Rechnereinheit einen RFID-Emulator-Sensor bildet.
  • Weiterhin ist es möglich, dass die Sensoranordnung mehrere Codeleser aufweist, die unterschiedlichen Rechnereinheiten zugeordnet sind, wobei jeder Codeleser mit der zugeordneten Rechnereinheit einen RFID-Emulator-Sensor bildet.
  • Generell ist es dabei möglich, dass die oder eine Rechnereinheit ein Cloud-Rechner, ein Server oder ein lokaler Rechner einer Automatisierungsanlage ist.
  • Gemäß einer ersten Variante sind die unterschiedlichen Rechnereinheiten über Netzwerk-Router verbunden.
  • Alternativ sind die unterschiedlichen Rechnereinheiten über eine Cloud verbunden.
  • Der Einsatz von Cloud-Systemen bietet sich insbesondere für komplexe Anlagen, insbesondere Automatisierungssysteme an, die über mehrere Standorte verteilt sind.
  • Bei derartigen verteilten Systemen kann die RFID-Emulator-Software und die RFID-Emulator-Benutzerschnittstelle auf unterschiedlichen Rechnereinheiten vorgesehen sein.
  • Insbesondere ist die RFID-Emulator-Benutzerschnittstelle in einem Cloud-System vorgesehen.
  • Zweckmäßig erfolgt ein Zugriff auf in einer Speichereinheit gespeicherte Transponder-Emulator-Daten und/oder Transponder-Emulator-Metadaten mittels einer RFID-Emulator-Applikationslogik.
  • Vorteilhaft wird über die RFID-Emulator-Benutzerschnittstelle ein Zugriff auf die RFID-Emulator-Software ermöglicht.
  • Dabei ist über die RFID-Emulator-Benutzerschnittstelle ein Ansprechen und/ oder eine Administration der RFID-Emulator-Software ermöglicht.
  • Ein wesentlicher Aspekt bei derartigen komplexen Systemen besteht darin, dass Mittel zur Synchronisierung der Speichereinheit beziehungsweise Datenbank der einzelnen Rechnereinheiten vorgesehen sind.
  • Mit dieser Synchronisierung wird eine Eindeutigkeit aller RFID-Emulatoren auch dann erreicht, wenn diese RFID-Emulator-Systeme weitverzweigt und gegebenenfalls an verschiedenen Standorten installiert sind.
  • Die Synchronisierung erfolgt vorteilhaft über eine Datenbank-Replikation für die einzelnen RFID-Emulator-Sensoren, die durch die RFID-Emulator-Software in den einzelnen Rechnereinheiten beziehungsweise RFID-Emulator-Systemen ermöglicht wird.
  • Durch die Synchronisierung können Veränderungen in den Datensätzen der einzelnen Datenbanken durchgängig verfolgt werden, insbesondere in Form von Transponder-Emulator-Metadaten.
  • Weiterhin können durch die Synchronisierung zusätzliche vorteilhafte Funktionen realisiert werden, die natürlich bei einem einfachen System mit nur einem RFID-Emulator-Sensor in entsprechender Weise umgesetzt werden können.
  • So erfolgt über die in den einzelnen RFID-Emulator-Sensoren implementierte, synchronisierte RFID-Emulator-Software eine Erfassung, Konfiguration und Verwaltung von RFID-Emulator-Sensoren.
  • Dabei können insbesondere Informationen einzelner RFID-Emulator-Sensoren zusammengeführt und mit einem Cloud-System ausgetauscht werden.
  • Die RFID-Emulator-Software der RFID-Emulator-Sensoren erfasst jeden angeschlossenen RFID-Emulator-Sensor und speichert diesen in einer Datenbank.
  • Die RFID-Emulator-Software erkennt dabei Abweichungen von zuletzt hinterlegten RFID-Emulator-Sensoren und kennzeichnet und speichert die Änderungen.
  • Die RFID-Emulator-Sensoren müssen von der RFID-Emulator-Software mindestens einmalig durch Bedienereingaben oder durch Vertrauensmaßnahmen in Form von Sicherheitszertifikaten in einen Geräteverbund der Sensoranordnung übernommen werden. Eine erfolgreiche Übernahme setzt einen erfolgreichen Austausch und Abgleich von Sicherheitsmerkmalen zwischen RFID-Emulator-Sensoren und der RFID-Emulator-Software einer Rechnereinheit voraus.
  • Die RFID-Emulator-Software einer oder aller Rechnereinheiten speichert von allen RFID-Emulator-Sensoren des Geräteverbunds via Abbild alle Einstellungen definiert durch Parameter, Konfigurationen, Zugangsdaten und dergleichen.
  • Dabei können derartige archivierte Daten in einen RFID-Emulator-Sensor zurückgespeichert werden. Hierzu kann die RFID-Emulator-Software ein entsprechendes Regelwerk aufweisen.
  • Auch das Löschen beziehungsweise Zerstören von RFID-Emulator-Daten ist möglich.
  • Auch hier erfolgt zunächst die Identifikation des Codes mittels des Codelesers. Der Code wird vom RFID-Emulator-Sensor an die Rechnereinheit übergeben. Diese löscht dann alle Daten, die unter diesem Code abgelegt sind. In der Regel ist der Löschvorgang durch ein Passwort geschützt. Das Host-System muss dann das Passwort mit dem Auftrag mitsenden und an die RFID-Emulator-Software übergeben. Die Bearbeitung wird mit einem Status an das Host-System quittiert. Der Code kann zwar physikalisch nicht zerstört werden, aber alle nachfolgenden Lesungen werden dann dem Host-System als nicht gelesen quittiert.
  • Weiterhin kann die RFID-Emulator-Software Statusänderungen oder Statistikdaten vom RFID-Emulator-Sensor aufzeichnen und speichern.
  • Weiterhin kann mittels der RFID-Emulator-Software ein Update von Firmware- oder Software-Einheiten von RFID-Emulator-Sensoren durchführbar sein.
  • Die Software-Updates können insbesondere auch über externe Systeme, die an die RFID-Emulator-Software der Rechnereinheit angeschlossen sind, durchgeführt werden.
  • Generell ist über die RFID-Emulator-Software und die synchronisierten Datenbanken ein zentraler Zugriff auf gespeicherte Transponder-Emulator-Daten und Transponder-Emulator-Metadaten möglich, wobei diese Daten bei Bedarf sichtbar gemacht werden können. Diese Daten können somit zentral verwaltet, geändert, konfiguriert und auch gelöscht werden. Diese Bearbeitung kann jederzeit erfolgen und benötigt keine Lesezugriffe auf RFID-Emulator-Sensoren.
  • Das erfindungsgemäße System ist dabei vorteilhaft derart ausgebildet, dass über eine RFID-Emulator-Applikationslogik Transponder-Emulator-Daten und/oder Transponder-Emulator-Metadaten administrierbar, archivierbar, auswertbar oder replizierbar sind.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung bilden mehrere Codeleser eine Multiscan-Anordnung derart, dass mit diesen ein Code gleichzeitig aus unterschiedlichen Richtungen gelesen werden kann. Diese Codeleser sind in einem logischen Netzwerk verschaltet. Nur einer dieser Codeleser bildet mit der zugeordneten Rechnereinheit einen RFID-Emulator-Sensor, wobei der den RFID-Emulator-Sensor bildende Codeleser die weiteren Codeleser der Multiscan-Anordnung zur Durchführung von Lesevorgängen eines Codes gleichzeitig triggert. Der erste von einem der Codeleser gelesene Code wird zur weiteren Verarbeitung herangezogen.
  • Mit den in der Multiscan-Anordnung angeordneten Codelesern werden Codes aus verschiedenen Richtungen abgetastet, wodurch die Detektionssicherheit erhöht wird.
  • Wesentlich hierbei ist, dass nur einer dieser Codeleser einen RFID-Emulator-Sensor bildet und die restlichen Codeleser der Multiscan-Anordnung triggert und die Ergebnisse aller Codeleser auswertet.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1:
    Erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoranordnung.
    Figur 2:
    Zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoranordnung.
    Figur 3:
    Drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoranordnung.
    Figur 4:
    Viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoranordnung.
    Figur 5:
    Fünftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoranordnung.
    Figur 6:
    Sechstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoranordnung.
    Figur 7:
    Siebtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoranordnung.
    Figur 8:
    Achtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoranordnung.
    Figur 9:
    Neuntes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoranordnung.
    Figur 10:
    Zehntes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoranordnung.
  • Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1. Figur 1 zeigt dabei die Sensoranordnung 1 in ihrer einfachsten Ausgestaltung.
  • Die Sensoranordnung 1 umfasst einen Codeleser der erfindungsgemäß zu einem RFID-Emulator-Sensor 2 weitergebildet ist. Der Codeleser ist in bekannter Weise als optischer Sensor, insbesondere als Scanner oder Kamerasensor ausgebildet, mit dem Codes 3, insbesondere 1D- oder 2D-Barcodes gelesen werden können. Der Code 3 dient zur Identifikation eines Objekts, auf dem dieser angebracht ist, das heißt der Code 3 bildet einen ID-Code.
  • Der RFID-Emulator-Sensor 2 ist in bekannter Weise an ein Host-System 4, das heißt wenigstens einen Host-Rechner angeschlossen, der insbesondere Bestandteil eines Automatisierungssystems ist. Allgemein werden die Objektdaten vom RFID-Emulator-Sensor 2 in seiner Datenbank nachgeschaut und die entsprechenden Daten gelesen und dann an das Host-System 4 übergeben. Insbesondere werden die vom RFID-Emulator-Sensor 2 gelesenen Codes 3 interpretiert und dem Host-System 4 die zugehörigen Objektdaten zugeführt, insbesondere zur Durchführung von Automatisierungsaufgaben. Hierzu ist der RFID-Emulator-Sensor 2 über eine Datenleitung 5 mit dem Host-System 4 verbunden.
  • Der Codeleser ist Bestandteil eines RFID-Emulator-Systems 6, das zur Nachbildung, das heißt Emulation des RFID-Emulator-Sensors 2 dient.
  • Zu dem RFID-Emulator-System 6 gehört eine Rechnereinheit 7, in welcher eine RFID-Emulator-Software 8 implementiert ist. Die Rechnereinheit 7, das heißt die RFID-Emulator-Software 8 ist über einen Emulator-Datenkanal 9 mit dem RFID-Emulator-Sensor 2 verbunden.
  • Der Emulator-Datenkanal 9 kann Bestandteil der physikalischen Datenleitung 5 sein. Der Emulator-Datenkanal 9 bildet eine sichere Übertragungsstrecke aus.
  • Die Datenübertragung über die Datenleitung 5 erfolgt zweckmäßig nach dem Kommunikationsstandard OPC UA mit dem Companion Standard (CS) AutoID. Der Emulator-Datenkanal 9 lehnt sich an diesen Companion Standard an und ist um zusätzliche Dienstmerkmale erweitert.
  • Für den den RFID-Emulator-Sensor 2 bildenden Codeleser wird die Funktion eines RFID-Sensors dadurch emuliert, dass dem Codeleser in der Rechnereinheit 7 eine Speichereinheit, insbesondere in Form einer Datenbank, zugeordnet wird.
  • Die Speichereinheit beziehungsweise Datenbank ist über die RFID-Emulator-Software 8 beliebig segmentierbar oder skalierbar.
  • Der vom Codeleser gelesene Code 3 dient dabei zur indirekten Adressierung der Speichereinheit für ein Ein- und Auslesen von Daten, die insbesondere Transponder-Emulator-Daten in Form von Objektdaten bilden. Die Objektdaten sind dem Objekt, das mit dem Code 3 gekennzeichnet ist, zugeordnet. Weiterhin können Daten in Form von den Transponder-Emulator-Daten zugeordneten Transponder-Emulator-Metadaten gebildet sein. Diese Transponder-Emulator-Metadaten können Qualitäts- oder Statistikdaten sein, die zeitaufgelöst erfasst werden und den Transponder-Emulator-Daten zugeordnet werden.
  • Bei erstmaligem Lesen des Codes 3 wird ein Speicherobjekt, das heißt Speicherbereich in der Speichereinheit angelegt, der mit dem Code 3 referenziert ist.
  • Bei einem weiteren Lesevorgang liest der RFID-Emulator-Sensor 2 den Code 3 und sendet diesen an die RFID-Emulator-Software 8. Die RFID-Emulator-Software 8 liest den Speicherbereich in diesem Code 3 aus und sendet die Daten, das heißt Transponder-Emulator-Daten und gegebenenfalls Transponder-Emulator-Metadaten, an den RFID-Emulator-Sensor 2. Der RFID-Emulator-Sensor 2 verpackt diese Daten entsprechend dem AutoID Profil und sendet sie an das Host-System 4.
  • Ein Schreibvorgang erfolgt in entsprechender Weise, wobei in diesem Fall Daten vom RFID-Emulator-Sensor 2 an die Rechnereinheit 7 gesendet und in dem durch den Code 3 definierten Speicherbereich der Speichereinheit gespeichert werden.
  • Durch die die Speichereinheit nutzenden Schreib-/Lesevorgänge wird mit den RFID-Emulator-Sensoren 2 die Funktionalität eines RFID-Sensors vollständig nachgebildet, das heißt emuliert.
  • Die Daten sind vorteilhaft durch einen Lock-Mechanismus, das heißt durch einen Sperrmechanismus gegen unberechtigten Zugriff, gesichert. Vorteilhaft erfolgt die Sicherung über ein Passwort, das der RFID-Emulator-Sensor 2 mit dem gelesenen Code 3 an die Rechnereinheit 7 übergibt. Die entsprechenden Speicherbereiche sind damit passwortgeschützt.
  • Weiterhin bildet die Speichereinheit eine Datenbank aus.
  • Die Kommunikation zwischen dem Codeleser und der Rechnereinheit 7 erfolgt über eine sichere Kommunikationsschnittstelle.
  • Die RFID-Emulator-Software 8 bildet nicht nur eine Steuer- und Auswerteeinheit zur Emulation der Funktionen eines RFID-Sensors.
  • Weiterhin wird mittels der RFID-Emulator-Software 8 eine Erfassung, Konfiguration und Verwaltung der RFID-Emulator-Sensoren 2 durchgeführt.
  • Des Weiteren ist mittels der RFID-Emulator-Software 8 ein Update von Firmware- oder Software-Einheiten von RFID-Emulator-Sensoren 2 durchführbar.
  • Bei der Sensoranordnung 1 gemäß Figur 1 kann die oder eine Rechnereinheit 7 ein Cloud-Rechner, ein Server oder ein lokaler Rechner einer Automatisierungsanlage sein.
  • Die Ausführungsform gemäß Figur 1 beschreibt die Grundfunktionen der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1, die auch bei den weiteren Sensoranordnungen 1 gemäß den Figuren 2 bis 9 realisiert sind.
  • Figur 2 zeigt eine Erweiterung der Ausführungsform gemäß Figur 1 dahingehend, dass der den RFID-Emulator-Sensor 2 bildende Codeleser mit einem weiteren Codeleser 10 über ein logisches Netzwerk 11 verbunden ist und mit diesem eine Multiscan-Anordnung bildet.
  • Insbesondere bilden mehrere Codeleser eine Multiscan-Anordnung derart, dass mit diesen ein Code 3 gleichzeitig aus unterschiedlichen Richtungen gelesen werden kann, wobei diese Codeleser in einem logischen Netzwerk 11 verschaltet sind und nur einer dieser Codeleser mit der zugeordneten Rechnereinheit 7 einen RFID-Emulator-Sensor 2 bildet, wobei der den RFID-Emulator-Sensor 2 bildende Codeleser die weiteren Codeleser 10 der Multiscan-Anordnung zur Durchführung von Lesevorgängen eines Codes 3 gleichzeitig triggert. Der erste von einem der Codeleser gelesene Code 3 wird zur weiteren Verarbeitung herangezogen.
  • Weiterhin kann mit den Codelesern der Multiscan-Anordnung mehrere beabstandete Codes 3 gelesen werden.
  • Dabei können die Codes 3 unterschiedliche Anfangsketten, aber gleiche Endzeichenketten aufweisen.
  • Anhand des gelesenen Codes 3 wird eine Filterung durchgeführt oder wird eine Objektorientierung bestimmt.
  • Weiterhin werden mit den Codelesern der Multiscan-Anordnung unterschiedliche Fragmente eines Codes 3 gelesen, wobei in einem RFID-Emulator-Sensor 2 oder in einer Rechnereinheit 7, 7' die Fragmente zur Erfassung des Codes 3 zusammengesetzt werden.
  • Figur 3 zeigt eine Erweiterung der Ausführungsform gemäß Figur 1 dahingehend, dass dem RFID-Emulator-Sensor 2 weitere Sensoren 12 zugeordnet sind. Die weiteren Sensoren 12 sind über eine Multisensor-Schnittstelle 13 mit dem RFID-Emulator-Sensor 2 verbunden. Vorteilhaft sind die weiteren Sensoren 12 IO-Link Sensoren, die über einen IO-Link Master ansprechbar sind. Weiterhin kann die Multisensor-Schnittstelle 13 in Form eines Feldbusses, eines Ethernet-Netzwerks oder durch eine Funk-Schnittstelle realisiert sein.
  • Mit den weiteren Sensoren 12 werden als Transponder-Emulator-Daten Sensordaten erfasst, die beispielsweise Kenngrößen des Objekts wie Gewicht, Volumen, Position, Lage oder Überstände erfassen. Auch diesen Sensordaten können Transponder-Emulator-Metadaten zugeordnet sein.
  • Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das eine Weiterbildung der Sensoranordnung 1 gemäß Figur 1 zeigt.
  • Der RFID-Emulator-Sensor 2 ist über den Emulator-Datenkanal 9 bildende sichere Kommunikations-Schnittstellen-Elemente 9a, 9b mit der RFID-Emulator-Software 8 verbunden.
  • Zur Emulation der Funktion eines RFID-Sensors weist die RFID-Emulator-Software 8 eine Steuer- und Auswerteeinheit auf, die als Softwaremodule eine RFID-Emulator-Transponder-Logik 14, eine RFID-Emulator-Applikationslogik 15 und eine RFID-Emulator-Sensor-Logik 16 aufweist.
  • Zudem ist eine die Speichereinheit bildende RFID-Emulator-Datenbank 17 vorgesehen. Weiterhin ist eine RFID-Emulator-Benutzerschnittstelle 18 vorgesehen.
  • Vorteilhaft erfolgt ein Zugriff auf in einer Speichereinheit gespeicherte Transponder-Emulator-Daten und/oder Transponder-Emulator-Metadaten mittels einer RFID-Emulator-Applikationslogik 15.
  • Des Weiteren ist eine Programmierschnittstelle 19 vorgesehen, über welche die RFID-Emulator-Applikationslogik 15 angesprochen werden kann und die mit einem externen Verzeichnis-Dienst 20 und ein weiteres externes System 21 verbunden ist.
  • Mittels eines RFID-Emulator-Cloud-Connectors 22 erfolgt eine Verbindung zu einem Cloud-System 23 und einem CRM-System 24, das heißt einem customer relationshipmanagement system.
  • Im CRM-System 24 können Nutzungsmerkmale für Produktverbesserungen, insbesondere für Business-Modelle ausgewertet werden.
  • Weiterhin ist ein RFID-Emulator-Datenbank-Synchronisationsmodul 25 vorgesehen. Das RFID-Emulator-Datenbank-Synchronisationsmodul 25 dient zur Synchronisation von Datenbanken unterschiedlicher RFID-Emulator-Softwares 8 für unterschiedliche Rechnereinheiten 7 in komplexen Sensoranordnungen 1 mit mehreren RFID-Emulator-Sensoren 2.
  • Eine derartige komplexe Sensoranordnung 1 zeigt Figur 5.
  • Dort sind zwei identisch aufgebaute RFID-Emulator-Systeme 6, 6' mit jeweils zwei RFID-Emulator-Sensoren 2a, 2b beziehungsweise 2c, 2d, die jeweils mit einer Rechnereinheit 7, 7' mit einer RFID-Emulator-Software 8, 8' verbunden sind dargestellt.
  • Die RFID-Emulator-Systeme 6, 6' sind an Host-Systeme 4, 4' angeschlossen. Die RFID-Emulator-Systeme 6, 6' sind über einen Netzwerk-Router 26 gekoppelt. Die Anzahl der dargestellten Komponenten ist natürlich nicht zwingend.
  • Diese Variante eignet sich insbesondere für mehrere RFID-Emulator-Systeme 6, die an einem Standort untergebracht sind.
  • Figur 6 zeigt eine konkrete Ausgestaltung der Sensoranordnung 1 gemäß Figur 5 mit den Systemkomponenten gemäß Figur 4.
  • Die RFID-Emulator-Datenbank-Synchronisationsmodule 25 sind mit dem Netzwerk-Router 26 verbunden und sorgen für eine Synchronisierung der RFID-Emulator-Systeme 6, 6' durch ein Replizieren der RFID-Emulator-Datenbanken 17. Damit wird eine Eindeutigkeit aller RFID-Emulator-Sensoren 2a - 2d und deren Daten der Sensoranordnung 1 erzielt.
  • Figur 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1. Diese unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Figur 5 dadurch, dass die RFID-Emulator-Systeme 6, 6' über ein Cloud-System 23 verbunden sind. Die Anzahl der dargestellten RFID-Emulator-Systeme 6, 6' kann beliebig sein.
  • Die RFID-Emulator-Systeme 6, 6' können dann an verschiedenen Standorten, insbesondere in verschiedenen Fabriken F1, F2 angeordnet sein. Für eine sichere Ankopplung an das Cloud-System 23 weist jedes RFID-Emulator-System 6, 6' eine Firewall 27 auf.
  • Für die Rechnereinheiten 7 mit der dort implementierten RFID-Emulator-Software 8, inklusive der dort vorhandenen RFID-Emulator-Datenbank 17 wird ein digitales Abbild in dem Cloud-System 23 geschaffen, wobei hierzu eine Cloud-Infrastruktur 28 genutzt wird.
  • Figur 8 zeigt eine Variante der Ausführungsform gemäß Figur 7. In diesem Fall ist nur in der RFID-Emulator-Software 8' eines RFID-Emulator-Systems 6' eine RFID-Emulator-Benutzerschnittstelle 18 vorgesehen, die für beide RFID-Emulator-Systeme 6, 6' genutzt wird. Mittels den RFID-Emulator-Datenbank-Synchronisationsmodulen 25 erfolgt eine Synchronisierung der RFID-Emulator-Datenbanken 17.
  • Figur 9 zeigt eine weitere Variante einer Sensoranordnung 1. Dabei ist ein RFID-Emulator-System 6 mit nicht dargestellten RFID-Emulator-Sensoren 2 in einer Fabrik F1 angeordnet. Die RFID-Emulator-Software 8 dieses RFID-Emulator-Systems 6 weist einen RFID-Emulator-Cloud-Connector 22 zur Anbindung an eine Firewall 27 in dieser Fabrik F1 auf. Auch hier kann die Anzahl der RFID-Emulator-Systeme 6, 6' variieren.
  • Von der Firewall 27 aus erfolgt eine Anbindung an ein Cloud-System 23 über eine dort vorhandene Cloud-Infrastruktur 28. Die Anbindung an eine RFID-Emulator-Software 8' im Cloud-System 23 erfolgt über einen RFID-Emulator-Cloud-Connector 22 und eine RFID-Emulator-Benutzerschnittstelle 18.
  • Figur 10 zeigt eine weitere Variante einer Sensoranordnung 1, die eine Erweiterung der Ausführungsform gemäß Figur 9 dahingehend darstellt, dass sowohl in der RFID-Emulator-Software 8 der Fabrik F1 als auch in der RFID-Emulator-Software 8' des Cloud-Systems 23 ein RFID-Emulator-Datenbank-Synchronisationsmodul 25 zur Synchronisierung der RFID-Emulator-Datenbanken 17 vorgesehen ist.
    • Bezugszeichenliste
    • (1)
    Sensoranordnung
    (2)
    RFID-Emulator-Sensor
    (2a - 2d)
    RFID-Emulator-Sensor
    (3)
    Code
    (4, 4')
    Host-System
    (5)
    Datenleitung
    (6, 6')
    RFID-Emulator-System
    (7, 7')
    Rechnereinheit
    (8, 8')
    RFID-Emulator-Software
    (9)
    Emulator-Datenkanal
    (9a, 9b)
    Kommunikations-Schnittstellen-Element
    (10)
    Codeleser, weiterer
    (11)
    Netzwerk
    (12)
    Sensor
    (13)
    Multisensor-Schnittstelle
    (14)
    Transponder-Logik
    (15)
    RFID-Emulator-Applikationslogik
    (16)
    RFID-Emulator-Sensor-Logik
    (17)
    RFID-Emulator-Datenbank
    (18)
    RFID-Emulator-Benutzerschnittstelle
    (19)
    Programmierschnittstelle
    (20)
    Verzeichnis-Dienst
    (21)
    externes System
    (22)
    RFID-Emulator-Cloud-Connector
    (23)
    Cloud-System
    (24)
    CRM-System
    (25)
    RFID-Emulator-Datenbank-Synchronisationsmodul
    (26)
    Netzwerk-Router
    (27)
    Firewall
    (28)
    Cloud-Infrastruktur
    F1
    Fabrik
    F2
    Fabrik

Claims (33)

  1. Sensoranordnung (1)
    mit wenigstens einem als optischer Sensor ausgebildeten Codeleser für Codes (3), welche von dem Codeleser gelesen werden, und mit wenigstens einer Rechnereinheit (7),
    dadurch gekennzeichnet, dass der Codeleser mit der Rechnereinheit (7) einen RFID-Emulator-Sensor (2) bildet,
    wobei für den Codeleser die Funktion eines RFID-Sensors dadurch emuliert ist, dass dem Codeleser in der Rechnereinheit (7) eine Speichereinheit zugeordnet ist,
    dass der Codeleser und die Rechnereinheit (7) über einen Emulator-Datenkanal (9) verbunden sind,
    über welchen ausschließlich Subsystemdaten oder Transponder-Emulator-Daten vom Codeleser in einen Speicherbereich einer Speichereinheit der Rechnereinheit (7) eingelesen werden oder Subsystemdaten oder Transponder-Emulator-Daten aus dieser Speichereinheit mittels des Codelesers ausgelesen werden,
    wobei dieser Speicherbereich von einem vom Codeleser gelesenen Code (3) definiert ist,
    dass die Transponder-Emulator-Daten Objektdaten sind, wobei die Objektdaten auf ein Objekt bezogen sind, das mit einem Code (3) gekennzeichnet ist, der von dem den RFID-Emulator-Sensor (2) bildenden Codeleser gelesen wird,
    und dass die Subsystemdaten Daten des Codelesers oder mit diesem wechselwirkender Einheiten sind.
  2. Sensoranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transponder-Emulator-Daten Sensordaten sind, die von Sensoren (12) generiert werden, die dem den RFID-Emulator-Sensor (2) bildenden Codeleser zugeordnet sind.
  3. Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass den Transponder-Emulator-Daten Transponder-Emulator-Metadaten zugeordnet sind, die von Qualitäts- und Statistikdaten gebildet sind.
  4. Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinheit segmentiert und skaliert ist.
  5. Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinheit eine Datenbank ausbildet.
  6. Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikation zwischen dem den RFID-Emulator-Sensor (2) bildenden Codeleser und der Rechnereinheit (7) über eine sichere Kommunikationsschnittstelle erfolgt.
  7. Sensoranordnung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsschnittstelle zur Einstellung unterschiedlicher Kommunikations- und Sicherheitseinstellungen der RFID-Emulator-Sensoren (2, 2a - 2d) und Transponder-Emulator-Daten ausgebildet ist.
  8. Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lock-Mechanismus als Zugriffsschutz für in der Speichereinheit gespeicherte Daten vorgesehen ist.
  9. Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese mehrere Codeleser aufweist, die einer Rechnereinheit (7) zugeordnet sind, wobei jeder Codeleser mit der Rechnereinheit (7) einen RFID-Emulator-Sensor (2) bildet.
  10. Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass diese mehrere Codeleser aufweist, die unterschiedlichen Rechnereinheiten (7) zugeordnet sind, wobei jeder Codeleser mit der zugeordneten Rechnereinheit (7) einen RFID-Emulator-Sensor (2) bildet.
  11. Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die oder eine Rechnereinheit (7) ein Cloud-Rechner, ein Server oder ein lokaler Rechner einer Automatisierungsanlage ist.
  12. Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Rechnereinheiten (7) über Netzwerk-Router (26) verbunden sind.
  13. Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Rechnereinheiten (7) über eine Cloud verbunden sind.
  14. Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Synchronisierung der Speichereinheiten beziehungsweise der Datenbanken der einzelnen Rechnereinheiten (7) vorhanden sind.
  15. Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Codeleser eine Multiscan-Anordnung bilden.
  16. Sensoranordnung (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Codelesern der Multiscan-Anordnung ein Code (3) gleichzeitig aus unterschiedlichen Richtungen gelesen werden kann, wobei diese Codeleser in einem logischen Netzwerk (11) verschaltet sind und nur einer dieser Codeleser mit der zugeordneten Rechnereinheit (7) einen RFID-Emulator-Sensor (2) bildet, und wobei mittels des den RFID-Emulator-Sensor (2) bildenden Codelesers die weiteren Codeleser der Multiscan-Anordnung zur Durchführung von Lesevorgängen eines Codes (3) gleichzeitig triggert, und wobei der erste von einem der Codeleser gelesene Code (3) zur weiteren Verarbeitung herangezogen wird.
  17. Sensoranordnung (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Codelesern der Multiscan-Anordnung mehrere beabstandete Codes (3) gelesen werden.
  18. Sensoranordnung (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass Codes (3) in Form von Barcodes unterschiedliche Anfangsketten, aber gleiche Endzeichenketten aufweisen.
  19. Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der gelesenen Codes (3) eine Objektorientierung bestimmt wird.
  20. Sensoranordnung (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Codelesern der Multiscan-Anordnung unterschiedliche Fragmente eines Codes (3) gelesen werden, wobei in einem RFID-Emulator-Sensor (2) oder in einer Rechnereinheit (7, 7') die Fragmente zur Erfassung des Codes (3) zusammengesetzt werden.
  21. Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass in der oder jeder Rechnereinheit (7) eine Steuer- und Auswerteeinheit des RFID-Emulator-Sensors (2) bildende RFID-Emulator-Software (8) implementiert ist.
  22. Sensoranordnung (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine RFID-Emulator-Software (8) und eine dieser zugeordneten RFID-Emulator-Benutzerschnittstelle (18) vorgesehen ist.
  23. Sensoranordnung (1) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die RFID-Emulator-Software (8, 8') und die RFID-Emulator-Benutzerschnittstelle (18) auf unterschiedlichen Rechnereinheiten (7, 7') vorgesehen sind.
  24. Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die RFID-Emulator-Benutzerschnittstelle (18) in einem Cloud-System (23) vorgesehen ist.
  25. Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zugriff auf in einer Speichereinheit gespeicherte Transponder-Emulator-Daten oder Transponder-Emulator-Metadaten mittels einer RFID-Emulator-Applikationslogik (15) erfolgt.
  26. Sensoranordnung (1) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass über die RFID-Emulator-Benutzerschnittstelle (18) ein Zugriff auf die RFID-Emulator-Software (8. 8') ermöglicht wird.
  27. Sensoranordnung (1) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass über die RFID-Emulator-Benutzerschnittstelle (18) ein Ansprechen oder eine Administration der RFID-Emulator-Software (8, 8') ermöglicht wird.
  28. Sensoranordnung (1) nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass über die RFID-Emulator-Applikationslogik (15) Transponder-Emulator-Daten oder Transponder-Emulator-Metadaten administriert, archiviert, ausgewertet oder repliziert werden.
  29. Sensoranordnung (1) nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass eine Programmierschnittstelle (19) vorgesehen ist, über welche die RFID-Emulator-Applikationslogik (15) angesprochen werden kann.
  30. Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 22 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der RFID-Emulator-Software (8, 8') eine Erfassung, Konfiguration, Diagnose, Überwachung und Verwaltung der RFID-Emulator-Sensoren (2, 2a - 2d) durchgeführt wird.
  31. Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 22 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der RFID-Emulator-Software (8, 8') ein Update von Firmware- oder Software-Einheiten von RFID-Emulator-Sensoren (2, 2a - 2d) durchgeführt wird.
  32. Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass diese an ein Host-System (4) angeschlossen ist.
  33. Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass diese durch Autentifizierungsmechanismen abgesichert ist.
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